地理信息系统--教学课件.ppt

在i ,j点上 (Z/Y)i,j =[(Zi+1,j+1+2Zi+1,j+Zi+1,j-1)-(Zi-1,j+1 +2Zi-1,j+Zi-1,j-1)]/8dy (Z/X)i,j =[(Zi+1,j+1+2Zi,j+1+Zi-1,j+1)-(Zi+1,j-1 +2Zi,j-1+Zi-1,j-1)]/8dx i+1,j+1 i+1,j i+1,j-1 i,j+1 i,j i,j-1 i-1,j+1 i-1,j i-1,j-1 4、地形起伏度 地形起伏度是指在一个特定的区域内，最高点海拔高度与最低点海拔高度的差值，它是描述一个区域地形的宏观性指标。 RFi=Hmax-Hmin RFi是分析区域内的地形起伏度； Hmax是分析窗口内的最大高程值； Hmin是分析窗口内的最小高程值。 5、地面粗糙度 地面粗糙度是指在一个特定的区域内，地球表面积与其投影面积之比，它是反映地表形态的一个宏观指标。 R=S曲面/S平面 A B C α 栅格单元剖面图 方法： 求每个栅格单元的表面积与其投影面积之比，如图，假如三角形ABC是一个栅格单元的纵剖面图，α为此栅格单元的坡度，则AB面的面积为此栅格的表面积，AC面为此栅格的投影面积，那么：cos α=AC/AB 此栅格单元的地面粗糙度为： M=“AB面的面积”/“AC栅格单元面积” =（AC×AB）/（AC×AC）=1/COS α 五、数字化地形模型的可视性表达 二维表达: 三维表达: 借助于颜色作为图例 进行编辑就可以实现。 1、透视表达法 2、阴影表达法 1、透视表达法 利用二维矩阵的数字化高程模型数据，根据栅格点高程进行透视变换，使用纵横的透视网格线产生人们的立体视觉。 空间直角坐标系中图形 显示在屏幕上 高程数据的获取： 1、用现存的地形图进行数字化 2、在航空象片上用摄影测量方法来获取 3、内插方法 优点：机械布点、取点容易，容易通过该模型提取坡度、坡向、地形结构信息及建立三维透视图等。 缺点：a.在均匀平缓的地形情况下会有着大量的重复数据；b.复杂的地形，整体网格的布设密度又可能显得太粗，不能很好地表达出山脊线谷地线等地貌特征；c.栅格式高程矩阵只着重沿两轴方向做各种数据处理，然而地形变化并不总适合两轴方向的数据处理。 2.平行剖面线模型 概念： 如果在地形图上获得数字化高程时，按一定方向平行的做剖面线，相当于网格线的纵线或横线，按这些线于等高线相交设模型点。 特点： 只保留一维的向量方向，在这方向上可以随地貌的变化，其抽样点自然会加密或稀疏其布点；可以使用游程编码数据结构。 高程数据的获取：地形图 3.等高线数字模型 概念： 布点不遵守行、列规则布点，而是按等高线的弯曲布设，对每条等高线进行数字化。 获取：地形图 特点： 可以用矢量非拓扑数据结构表示，每条等高线作为一个记录，记录高程值、抽样点数和每个抽样点的X及Y坐标。该方法易于等高线的输入和复原。 4.不规则三角网络模型（TIN 模型）Triangulated Irregular Network 概念： TIN模型是一系列各自具有相同坡面的三角形平面来拟合地形表面。 获取： 地形图 特点： 每个三角形的选取要代表某一斜平面的临界点。在地形图上可以人为直接的或按着一定规定确定出三角形，进而建立起不规则三角形网络模型。 TIN的模型不受事先规定布点方式的限制，能够较好的表达地形特点。 需要建立拓扑关系时，用两个数据文件就可以表达出所需要的拓扑关系。即结点文件和三角形文件。 不规则三角网 X-Y Coordinates node# coordinates 1 2 3 11 . . . x1, y1 x2, y2 x3, y3 . . . x11, y11 Z Coordinates node# z_value 1 2 3 11 . . . z1 . . . z2 z3 z11 1 2 3 6 5 8 7 9 11 10 4 A B C D E F G H I J K L M N EDGES adjacent A B C D E F G H I J K L M N B, K A, C, L B, D C, E, L D, F E, G F, H, M G, I H, J, N I, K A, J, N B, D, M G, L, N I, K, M NODES node# A B C D E F G H I J K L M